锂硫电池作为新型的储能体系之一,相比传统的锂离子电池,其理论比容量高达1675 mAh g-1,理论能量密度为2567 Wh kg-1。同时,正极中的硫单质具有价格低廉、环境友好等优点。因此,对锂硫电池的研究受到人们广泛关注。对于锂硫电池,硫正极导电性差、多硫化物易溶解于电解液等问题是限制锂硫电池能广泛应用的重要限制因素。目前,主要通过硫正极结构设计,在正极和隔膜之间插入夹层等方法来提高锂硫电池的性能。其中,将夹层置于锂硫电池中,不仅可以起到固定多硫化物的作用,同时还可以促进锂硫电池的内部电子传导。因此,设计一种较强功能的夹层,成为现在锂硫电池领域的研究重点。本文中,分别将废旧报纸和宣纸与其他材料复合,得到了锂硫电池复合夹层,并系统研究了复合夹层对锂硫电池性能的影响,得到如下研究结果:(1)废旧报纸复合夹层:本研究中,利用喷涂的方法,在吸附了碳颗粒的废旧报纸上负载多壁碳纳米管(MWCNT)和二氧化钛(TiO2),制备出废旧报纸复合夹层(NMT)。经过调控Ti02的负载量,当TiO2的负载量为0.2mg cm-2时,NMT夹层的性能最稳定。研究发现,NMT复合夹层能有效地改善锂硫电池的稳定性和倍率等电化学性能。在0.5 C的电流密度下,循环500圈后仍能锂硫电池具有463.7 mAh g-1的放电比容量,每圈衰减仅为0.071%,表现出良好的长循环稳定性。将废旧报纸用作锂硫电池夹层不仅能有效提高电池性能,而且能更好地回收利用废旧报纸,提高资源的利用效率。(2)宣纸复合夹层:相比废旧报纸,宣纸具有更强的吸附能力。本研究首先喷涂MWCNT在宣纸上,之后喷涂MWCNT和Ti02的混合分散液,得到宣纸复合夹层(RMT)。由于宣纸内纤维构成的三维框架疏松多孔,因此本研究仅加入MWCNT就形成导电网络,提供足够的电子传导能力。通过调控MWCNT和Ti02的负载量,对RMT夹层的性能进行了系统优化。将RMT夹层用于锂硫电池,能明显提高锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。在倍率性能测试中,当电流密度提高至2.0 C时,仍具有420.5 mAh g-1的放电比容量。在1.0 C的电流密度下,锂硫电池循环1000圈后仍能具有393.3 mAh g-1的放电比容量,每圈衰减仅为0.050%,表现出理想的长循环稳定性。